减振镗杆的结构设计与开发文献综述

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1、设计（论文）题目作者所在系别作者所在专业作者所在班级作者姓名作者学号指导教师姓名指导教师职称完成时间本科生毕业设计（论文）文献综述减振镗杆的构造设计与开发机械工程系机械设计制造及其自动化XXXXXXXXXXXXXXXX讲师2021年2月北华航天工业学院教务处制说明1根据学校?毕业设计（论文）工作暂行规定?，学生必须撰写毕业设计（论 文）文献综述。文献综述作为毕业设计（论文）辩论委员会对学生辩论资格审查 的根据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内 完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，

2、外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10 篇以上土建类专 业文献篇数可酌减，其中外文资料应占一定比例。本学科的根底和专业课 教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计（论文）撰写标准的要求，字数在 2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。毕 业 设 计论 文文 献 综 述Synthesis report of the damping of the boring barAbstract: Regenerative chatter happened during the process of metal cutt

3、ing can be ignored.In this report, mainly introduced the background, significances and characteristics of the damping Boring Bar, current development at home and abroad, and the damping Boring Barissues and trends.Keywords : damping boring bar regenerative chatter dynamical absorber dynamical absorb

4、er1减振镗刀杆的应用背景、意义机械制造业在整个国民经济中占有非常重要的地位，而其中金属切削加工是根本 而又可靠的精细加工手段，切削加工过程中常常伴随有振动产生，特别是在细长孔的 切削加工过程中，更易产生振动。切削振动是影响切削加工质量和刀具耐用度的一个 关键因素。机械加工过程尤其是在深孔镗削中的切削颤振和刀具刚性缺乏是金属切削加工中 影响产品外表质量、降低刀具寿命的一些重要因素，单纯的通过改变镗杆构造的静刚 度和动刚度具有其局限性，减振镗杆的提出有效的解决了这个问题。2国内外的开展现状2.1国外开展现状减振刀杆在机械行业的研究中，已经有很长的历史了。早在1907年Taylor在其 著作中阐述

5、颤振产生的机理时，认为形成不连续切削的周期与工件、刀架或者机床的 传动机构中的任一部分振动的固有周期一样，是产生颤振的主要原因之一。自20世纪 40年代以来，切削颤振一直是机械制造行业与加工领域的主要研究课题，同时开展出 机床动力学、切削动力学的学科分支。随着计算机的开展和其深化应用，各学科各部 门之间日益浸透和穿插，为切削颤振的研究提供了更为广阔的理论根底和技术手段， 使得切削颤振的研究无论是在理论上还是在实际应用方面都有着深化的变化和长足的 开展。1990 年, Budak和Altinatas为开发二自由度线性系统的铳削刀具模型做了大量 工作，证实瞬时切屑厚度、刀具几何形状影响切屑力的大小

6、。他们为二自由度系统正 式问世做了较大奉献。后来Ormendroyd和Den Hartog对阻尼减振器作出初步分析，以 后又有许多学者作了深化的研究。在国外市场中，日本三菱公司和东芝公司已经有系列化的产品。三菱公司（刀杆最 大长径比L/D = 6）的设计思想是减轻刀具的头部重量，一般这种刀的刀头和刀杆是一体 的，刀片一般使用可转位刀片，刀杆的头部被切掉一部分制成特定的形状来改变刀具 的性能。东芝公司的减振镗杆是在刀具的两边平行的切掉一部分，再用刚度和强度大的材 料嵌在两边，从而进步镗杆的静刚度。这种镗杆的原理简单，其镶嵌在杆两侧的硬质 材料和刀体粘结程度是影响镗杆质量的关键因素。同时由于受到两

7、条加固材料的刚度、 厚度和它与杆体粘结的严密程度的影响，因此长径比的值也受一定的局限。瑞典Sandvik公司的减振刀具（刀杆最大长径比L / D=12）是目前最先进的刀具，它 所采取的方法是给刀杆加内置减振系统。这虽然进步了刀体的动刚度，但也有它的局 限性，例如减振块的密度不可能太大，阻尼器的寿命严重地影响这种刀具的使用寿命5。美国的Kenametal公司消费的减振刀具（刀杆最大长径比L / D=8）主要是采用特殊 的材料制成，也属于进步刀杆静刚度的一种。目前国外学者更多的是采用新材料、新构造来实现镗杆的减振效果,AndrenL等人 就提出了 Euler Bernoulli减振镗杆模型。Fel

8、ipe Antonio Chegury Viana等人基于蚁群 算法设计出可调动态减振器。Evita Edhi, Tetsutaro Hoshi设计了一种新型摩擦阻尼器， 可以有效地抑制高达10000赫兹的高频率颤振6。2.2国内开展现状国内的一些减振刀具很多都处于研究阶段，采用的都是增加刀体静刚度的方法， 例如镍基重合金防振刀具等。但是大部分的减振措施都是在工艺上进展改良或是在加 工过程中采用一些技巧。也有学者利用ADAMS软件对减振镗杆动力学模型进展仿 真优化分析。其实进展传统的动力学分析是一种更为简单的方法，只是传统的方法只适 用激振频率不变的情况。部分高校如哈尔滨理工大学、长春理工大学

9、也在研制基于动 力吸振器的减振镗杆，但对于长径比大于等于10 : 1的内置式减振镗杆尚没有进展开发 研究8。3目前减振镗刀杆研究中出现的问题与开展趋势机械加工过程尤其是在深孔镗削中的切削颤振和刀具刚性缺乏是金属切削加工中 影响产品外表质量 降低刀具寿命的一些重要因素。目前，比较先进的增加静刚度的方 法是采用硬质合金钢、陶瓷或氮化硼等材料来增加刀杆的弹性模量，到达减少刀杆弯 曲变形的目的9。利用硬质合金钢作为刀具材料的方法如今被大量使用，他们主要是用 来代替以往一般的刀杆，但对于长径比比较大的刀具这种方法也是无能为力的，特别 是在要求工具具有比较复杂的形状构造的情况下，其造价特别高。另外，通过减

10、少切 削用量来降低切削力也可以到达减少刀杆变形量的目的，但这样势必会导致消费效率 下降，而且在某些情况下，即使减小切削力也不能到达加工要求，所以这也不是最好 的方法。以上的主要方法是用来增加刀杆的静刚度。由此可见，增加静刚度的方法有 一定的局限性，而增加动刚度那么是解决此问题的关健途径。因此预见采用动力减振 来解决镗杆的动刚度将成为将来减振镗杆设计的一大趋势。参考文献1 胡李波，王民，李刚动力减振镗杆的减振性能研究J.机械设计与制造， 2021,1(1):131-132.2 刘荣忠减振刀杆的优化设计J.振动与冲击，1993,4：29-30. Active regenerative chatte

11、r suppression during boring manufacturing process J.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 2004,7(2005)153-158.张克东.减振刀杆的研制与开发D长春:长春理工大学2003,12,4-5.5 韦联.减振镗杆的动力学仿真及其参数化优化D.四川:西华大学.2021,5:23.6 Evita Edhi;Tetsutaro. Hoshi Stabilization of high frequency chatter vibration in fine boring by friction damperJ. Precision Engineering， 2001， 25(3)： 224-234 .7 张海丰，马术文.动力减振镗杆构造参数优化J.机械设计与研究.2021,25(1):8485.8 孔金星，任违基于模态试验的两种减振镗杆动态特性测试J.机床与液压2021(20):35-36.9 程宏伟,罗红波，郭华琛,王丽.减振镗杆的动态特性分析J.工具技术， 2021,4(2):52-53.毕 业 设 计论 文文 献 综 述